（计算机系统结构专业论文）bss软件版本管理系统设计与实现.pdf

摘要 摘要 随着3 g 进程的不断开展，越来越多的运营商选择c d m a 技术。由于业务的 扩展和功能需求的增长，c d m a 通信系统的软件需要进行不断的更新和升级。但 是，对于系统的整体或者局部软件的维护，都非常的费时费力，且常常由于人为 的疏忽导致更新异常，使得系统不能正常运行。因此，可以根据维护人员的配置 要求自动完成软件版本管理的系统无疑是解决这一问题的有效手段。 本文针对a 公司c d m a 系统的b s s 子系统，提出了软件版本管理系统的体 系结构和系统原型。软件版本管理系统主要是对b s s 系统下所有单板运行软件的 添加、修改、更新以及删除操作进行控制和管理。为了提高系统的实用性和可扩 展性，整个系统遵循t m n 设计思想分为两个部分：管理后台和管理前台。管理 后台主要为操作人员提供b s s 系统软件管理操作的界面。管理前台是实现软件版 本管理的主体，负责完成软件版本管理操作。 本文详细介绍了其中的关键模块软件下载模块和主备同步模块的设计和 实现，并对其它模块也进行了简单的阐述。软件下载模块通过对b s s 系统下单板 软件下载模式研究，在考虑到网络拥塞控制的基础上，引入了改进的串行与并行 两种下载方式，完成了新版本软件的分发与下载；主备同步模块在同步模式研究 的基础上实现了系统中主板与备板软件的同步操作：信息收集( 查询) 、配置验证 以及运行控制模块分别实现了对系统中单板软件的信息收集、查询功能，匹配关 系验证功能，以及单板运行软件管理功能。本文在软件版本管理等技术基础上结 合项目内容，设计和实现的b s s 软件版本管理系统取得了很好的效果。 关键词：版本管理、软件下载、拥塞控制、主备同步 a b s t i l a c t w i t ht h ep o p u l a r i z i n go f3 6m o r ea n dm o r ei s p sc h o o s et h ec d m at e c h n o l o g y w i t ht h es e r v i c ee x p a n d i n ga n dt h ef u n c t i o ng r o w i n g ，t h cs o f t w a r eo fc d m a s y s t e m k e e p su p d a t i n ga n dr e n e w i n gc e a s e l e s s l y b u ti t c o s t sm u c hm o r et i m ea n dw o r kt o f i n i s ht h eh o l i s t i co rp a r t i a lm a i n t 锄c e ，a n dam i s t a k em a yc a u s et h es y s t e mw o r k i n g a b n o r m a l l y t h e r e f o r e as y s t e mw h i c h c a i l c o m p l e t em a n a g e m e n to fs o l , r a r e s v e r s i o n sa u t o m a t i c a l l yi sav e r ye f f e c t i v em e t h o dt or e s o l v et h ep r o b l e m a c c o r d i n gt ot h eb s ss y s t e mo ft h ea sc d m an e t w o r k , t h ep a p e rp r o p o s e sa n a r c h i t e c t u r ea n dp r o t o t y p eo ft h es o f t w a r ev e r s i o nm a n a g e m e n ts y s t e m n l es y s t e mi s m a i n l yt oc o n t r o la n dm a n a g et h ea d d i t i o n , r e v i s i o n , u p d a t ea n dd e l e t i o no fs o f t w a r e w h i c ha r ei na l lb o a r d so ft h eb s ss y s t e m t oe n h a n c es y s t e mp r a c t i c a b i l i t ya n d e x p a n s i b i l i t y , t h ew h o l es y s t e mc o m p r i s e st w op a r t sa c c o r d i n gt ot h et m n sd e s i g n t h o u g h t ：t h eb a c k s t a g ea n do n s t a g eo f m a n a g e m e n t t h eb a c k s t a g ei sm a i n l y t op r o v i d e t h ei n t e r f a c eo fs o r w a r ev e r s i o nm a n a g e m e n ts y s t e m t h eo n s t a g e ，t h em a i nb o d yo f t h es y s t e m ，c o m p l e t et h eo p e r a t i o n so fs o f t - w a r ev e r s i o nm a n a g e m e n t t h ep a p e rp r o v i d e sad e t a i l e di n t r o d u c t i o no ft h ed e s i g na n df u l f i l l m e n to fs o m e p i v o t a lm o d u l e sl i k es o f t w a r ed o w n l o a dm o d u l e ，m a i nb o a r da n ds p a r eb o a r d s y n c h r o n i z em o d u l ea n ds e v e r a l o t h e rm o d u l e s b a s e do nt h es o f t w a r ev e r s i o n m a n a g e m e n tt e c h n i q u ea n dt h ep r o j e c t ，t h ep a p e rd e s i g n sa n di m p l e m e n t st h eb s s s o f t w a r ev e r s i o nm a n a g e m e n ts y s t e mw h i c hh a sa c h i e v e dd e s i r a b l ee f f e c t s k e yw o r d s ：s o f t w a r ev e r s i o nm a n a g e m e n t ，s o f t w a r ed o w n l o a d ，c o n g e s t i o nc o n t r o l ， m a i nb o a r da n ds p a r eb o a r ds y n c h r o n i z a t i o n i i 主要符号表 b d s b s c b s m b s s b t m b t s c c m c h m d s m n i a f o m c p i m p m m r f e r i m r m m s b d s s c m s d h s n m t r x v m 口 主要符号表 b a s e b a n dd i g i t a ls y s t e m b a s es t a t i o nc o n t r o l l e r b a s es t a t i o nm a n a g e m e n t b a s s es t a t i o ns y s t e m b a s es t a t i o nr 械m o d u l e b a s es t a t i o nt r a n s c e i v e r c o m m u n i c a t i o nc o n t r o lm o d u l e c h a n n e lp r o c e s s i n gm o d u l e d a t as e r v i c em o d u l e m a n a g e m e n ta p p l i c a t i o n sf u n c t i o n o p e r a t i o nm a i n t e n a n c ec e n t e r p o w e ra m p l i f i e ri n t e r f a c em o d u l e p o w e rm 0 n i t o tm o d u l e r a d i of r e q u e n c yf r o n te n d r fi n t e r f a c em o d u l e r fc o n 灯o lm o d u l e s u bb a s e b a n dd i g i t a ls y s t e m s u bc o m m u n i c a t i o nc o n 仃o lm o d u l e s y n c h r o n o u sd i g i t a lh i e r a r c h y s d hn e t i d l em o d u l e t r a n s c e i v e r s v e r s i o nm a n a g e m e n tp a r t v i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 签名：i 丝 !日期：功g 年1 月舌日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 签名：! 丝豳导师签名： 日期：7 弦占年之月二日 第一章引言 1 1 研究背景和意义 第一章引言 本课题是a 公司c d m a 系统网络管理研发部“b s s 软件版本管理系统”项 目中的一部分。主要研究和实现b s s 系统下所有单板的软件版本管理功能。 因为b s s 系统结构比较复杂，使用到的物理单板类型数量众多，因此，使用 人工方式维护和更新单板软件受到极大的限制。该管理系统研发的目的就是为了 能更有效的维护和更新b s s 系统中的软件版本，从而增强b s s 系统的软扩展能 力。同时，由于软件开发庞大而复杂的过程，需要涉及到各个方面的人员，信息 的交流反馈不仅仅是在研发小组的成员之间及各个研发小组之间，还存在于客户 和研发者之间。所有的这些交流反馈意见信息都有可能导致对软件的修改，小到 只对某个源文件中的某个变量的定义改动，大到重新设计程序模块甚至可能是整 个需求变动。因此，前后的多种版本软件之间有可能产生不兼容的情况，使得系 统不能正常使用。另外，根据实际应用，软件也需要经常维护和更新( 升级) 。 但是，对于大型系统来说，例如c d m a 通信系统，对于它的整体或者局部的软件 的更新或者是维护，都将耗费大量的人力和物力，且常由于人为的疏忽导致系统 异常产生。 种种缘由都使得我们必须要引进一种版本管理机制，它不仅需要对系统中使 用到的所有的版本进行管理，提供更新和查询等操作，而且还要能针对所管理系 统的特点，提供能满足用户需求的功能模块。 根据现有的研发水平，我们完全有能力针对b s s 系统研发出一个实用的软件 版本管理系统，并以此有效的降低由于b s s 系统软件更新和维护引起异常的发生 率，减少b s s 系统软件更新和维护的工作量。这对于系统的安全升级和稳定运行 具有极大的实际意义。 1 2 国内外研究现状 国际上对软件版本管理的研究己有相当的历史【”。自2 0 世纪8 0 年代以来， 电子科技大学硕士学位论文 随着软件开发的规范化以及软件的复杂化，人们为了避免由过多的软件版本引起 的管理混乱，许多国内外的软件厂商都投入了大量的人力、物力，针对软件版本 管理存在的一系列问题进行了深入的研究，并且取得了一系列有影响的重要成果。 软件开发过程中如今被各个公司广泛用于源代码和文档管理的c l e 舭e 1 2 1 就是 r a t i o n a l 公司研究的成果之一。在长期的研究过程中，还出现了诸如r c s t 3 】 ( r e v i s i o nc o n t r o ls y s t e m ) 、c v s 4 , 5 j ( c o n c u r r e n t v e r s i o n ss y s t e m ) 等一系列软件 版本管理系统软件，对软件版本管理的研究起了重要的推动作用。 然而，以上各种对于软件版本管理的研究及其产品，更多的侧重点在于从软 件工程的角度，维护和保证软件的开发过程以及生成软件的版本，并不完全适用 于3 g 系统中的软件版本管理。3 0 系统的软件版本管理系统，主要是管理整个系 统中单板软件的版本，同时需要具有包括自动的软件分发，主备同步，版本查询 等必须的管理功能，这也不同于通常意义上的软件分发。软件分发侧重于对以太 网环境中的主机终端使用软件的安装、升级、删除等操作。例如m 公司的t i v o l i c o n f i g u r a t i o nm a n a g e r 可以为用户提供标准化的软件管理和配置，提高工作效率。 但3 g 系统软件版本管理系统需求的功能并不被通常意义上的软件分发所涵盖。 当前，国外著名的移动设备厂商主要有朗讯( l u c e n t ) 、诺基亚( n o k i a ) 、 摩托罗拉( m o t o r o l a ) 、爱立信( e r i c s s o n ) 、西门子( s i e m e n s ) 、北电网络( n o r t e l n e t w o r k s ) 、阿尔卡特( a l c a t e l ) 等，国内著名的移动设备厂商主要有中兴( z t e ) 、 华为( h u a w e i ) 、大唐( d a t a n g ) 等。他们都分别有相应的研究和开发部门， 针对3 g 系统软件版本管理进行深入的研究和探索。 在世界范围内，3 g 运营商主要使用的基站设备为：中兴c d m a ( e g z x c l 0 - - b s s ) 系列基站i s 、华为c d m a 2 0 0 0 ( e , g b t s 3 6 1 2 ) 系列基站1 7 、大唐n e u t r o n 系列基站、阿尔卡特e v o l i u m 基站、爱立信r b s 3 0 0 0 系列基站、诺基亚u l t r a s i t e 三模基站、朗讯w c d m a ( e g f l e x e n tm o d u l a rc e l l4 0c o m p a c t ) 系列基站以及 北电网络i b t s 系列基站【8 】等。虽然各个厂商在3 g 系统的构架上使用的技术基本 相同，然而在实现方法上却各有差异，例如，中兴n b 0 1 基站应用了中兴公司自 主研发的高性能核心基带芯片、线性功放和多载频数字中频收发信机等核心技术 和部件，满足多载频扇区型覆盖，支持射频远端模块，单机架最大可支持4 载频 3 扇区的容量，支持g p s 定位等；华为b t s 3 8 1 2 基站单机柜可以支持1 2 个载频， 支持从1 载频到1 2 载频的平滑扩容，提供多载波功放、高发射功率功放和下行发 射分集，支持o t s r 和四天线接收分集技术：阿尔卡特e v o l i u m 基站既能支持 第一章引言 g s w g p r s 厄d g e 制式又能支持u m t s 制式，可实现g s m 和u m t s 共站址共机 柜，支持不同运营商共机架或模块共享；大唐的n e u t r o n 系列基站采用模块化体 系结构，具备单载波、三载波、9 载波、1 2 载波和单扇区、三扇区、六扇区，以 及e 1 和s t m 一1 5 5 传输接口、特殊双绞线接口、h d s l 内置接口，对t d s c d m a 智能天线提供最佳支持，支持全向天线和扇区化天线。 容易看出，各个设备厂商在实现上对3 g 架构的理解和划分不统一，其产品 之间也存在较大的差异。因此厂商们都只能针对自己生产的移动设备自主研发和 实现软件版本管理系统，以满足对系统软件维护和更新的需求。 本项目就是a 公司针对自己生产的c d m a 设备的b s s 系统的软件版本管理 而进行的研发。 1 3 作者的主要工作 本项目最终完成了“b s s 软件版本管理系统”的设计和实现。作者的主要工 作是r m m 二级控制转发点下的软件版本管理的相关模块的设计和实现工作。具 体工作包括： r m m 二级控制转发点的体系结构分析； r m m 侧软件下载模块的设计与实现： r m m 转发版本模块的设计与实现： r m m 及所辖单板的主备同步模块设计与实现； r m m 及所辖单板的版本信息收集模块、版本配置验证模块、版本运行控 制模块设计与实现。 其中，版本信息收集模块、配置验证模块、版本运行控制模块与c c m 控制 转发点相似，在项目中，主要参照c c m 侧源码以及原有r m m 侧源码，经过相 应修改完成。 1 4 论文的章节安排 本文主要阐述了“b s s 软件版本管理系统”的体系结构，r m m 侧的主要技 术，几个重要组件的原理和实现细节。以下各章节安排如下： 第一章引言 g s m g p r s e d g e 制式又能支持u m t s 制式，可实现g s m 和u m t s 共站址共机 柜，支持不同运营商共机架或模块共享；大唐的n e u t r o n 系列基站采用模块化体 系结构，具备单载波、三载波、9 载波、1 2 载波和单扇区、三扇区、六扇区，以 及e l 和s t m 一1 5 5 传输接口、特殊双绞线接口、 d s l 内置接口，对t d s c d m a 智能天线提供最佳支持，支持全向天线和扇区化天线。 容易看出，各个设备厂商在实现上对3 g 架构的理解和划分不统一，其产品 之间也存在较大的差异。因此厂商们都只能针对自己生产的移动设备自主研发和 实现软件版本管理系统，| 三l 满足对系统软件维护和更新的需求。 本项目就是a 公司针对自己生产的c d m a 设备的b s s 系统的软件版本管理 而进行的研发。 1 3 作者的主要工作 本项目最终完成了“b s s 软件版本管理系统”的设计和实现。作者的主要工 作是r m m 二级控制转发点下的软件版本管理的相关模块的设计和实现工作。具 体工作包括： r m m 二级控制转发点的体系结构分析： 3 - r m m 侧软件下载模块的设计与实现； r m m 转发版本模块的设计与实现； r m m 及所辖单板的主备同步模块设计与实现； r m m 及所辖单板的版本信息收集模块、版本配置验证模块、版本运行控 制模块设计与实现。 其中，版本信息收集模块、配置验证模块、版本运行控制模块与c c m 控制 转发点相似，在项目中，主要参照c c m 侧源码以及原有r m m 侧源码，经过相 应修改完成。 1 4 论文的章节安排 本文主要阐述了“b s s 软件版本管理系统”的体系结构，r m i v i 侧的主要技 术，几个重要组件的原理和实现细节。以下各章节安排如下： 术，几个重要组件的原理和实现细节。以下各章节安排如下： 第一章引言 g s w g p r s 厄d g e 制式又能支持u m t s 制式，可实现g s m 和u m t s 共站址共机 柜，支持不同运营商共机架或模块共享；大唐的n e u t r o n 系列基站采用模块化体 系结构，具备单载波、三载波、9 载波、1 2 载波和单扇区、三扇区、六扇区，以 及e 1 和s t m 一1 5 5 传输接口、特殊双绞线接口、h d s l 内置接口，对t d s c d m a 智能天线提供最佳支持，支持全向天线和扇区化天线。 容易看出，各个设备厂商在实现上对3 g 架构的理解和划分不统一，其产品 之间也存在较大的差异。因此厂商们都只能针对自己生产的移动设备自主研发和 实现软件版本管理系统，以满足对系统软件维护和更新的需求。 本项目就是a 公司针对自己生产的c d m a 设备的b s s 系统的软件版本管理 而进行的研发。 1 3 作者的主要工作 本项目最终完成了“b s s 软件版本管理系统”的设计和实现。作者的主要工 作是r m m 二级控制转发点下的软件版本管理的相关模块的设计和实现工作。具 体工作包括： r m m 二级控制转发点的体系结构分析； r m m 侧软件下载模块的设计与实现： r m m 转发版本模块的设计与实现： r m m 及所辖单板的主备同步模块设计与实现； r m m 及所辖单板的版本信息收集模块、版本配置验证模块、版本运行控 制模块设计与实现。 其中，版本信息收集模块、配置验证模块、版本运行控制模块与c c m 控制 转发点相似，在项目中，主要参照c c m 侧源码以及原有r m m 侧源码，经过相 应修改完成。 1 4 论文的章节安排 本文主要阐述了“b s s 软件版本管理系统”的体系结构，r m m 侧的主要技 术，几个重要组件的原理和实现细节。以下各章节安排如下： 电子科技大学硕士学位论文 第一章阐述课题背景、研究意义、相关发展现状、论文所要解决的问题以及 论文的章节安排。 第二章是对“b s s 软件版本管理系统”的体系结构概述，首先介绍了本系统 基本目标、总体设计和系统体系结构。然后分模块分别介绍了本系统中需要实现 的几个主要模块的功能、原理和结构。其中对软件下载模块、主备板同步模块、 版本信息收集( 查询) 模块、版本配置验证模块以及版本运行控制模块作了简要 介绍。 第三章和第四章是本文的重点。第三章论述了r m m 侧软件下载模块的设计 与实现原理。先介绍了在b s s 软件版本管理系统中软件下载模块流程，然后在此 基础上详细介绍了r m m 侧软件下载模块。按照它的功能，将其分成了四个子模 块，并分别说明了各个子模块的设计和实现过程。第四章介绍了主备同步的设计 和实现。先介绍了主备同步模块在本系统中的功能，然后说明了它的设计结构和 实现办法。 第五章简要概述了b s s 软件版本管理系统中的版本信息收集( 查询) 模块、 版本配置验证模块以及版本运行控制模块的实现设计。分别按照其结构功能予以 相应的介绍。 第六章对系统进行测试，主要测试对象为软件下载模块、版本信息收集( 查 询) 模块以及主备同步模块。 第七章总结全文，提出对本系统的改进意见和下一步的工作。 论文中，第一章引言部分是综述部分，是论文开始的依据；第二章是对系统 的整体描述和指导依据；第三、四、五章分别论述了b s s 软件版本管理系统中 r v i m 侧几个关键部分的设计与实现，是对第二章详细说明：第六章是对系统的 测试：第七章提出系统的改进意见和下一步的工作方向。 第二章软件体系结构概述 第二章软件体系结构概述 “b s s 软件版本管理系统”是针对a 公司c d m a 2 0 0 0 通信系统的b s s 子系 统部分，进行运行软件版本管理的设计和实现。 软件版本管理系统主要完成对b s s 基站系统的前台硬件模块上的版本软件、 逻辑软件和单板软件的更新、升级以及版本维护工作，可以对整个b s s 系统下各 个单板进行版本下载、查询、同步、维护以及相关参数的管理。通过这样的方式， 提高对b s s 系统软件版本的更新和维护效率。 2 1 总体设计思想 b s s 软件版本管理系统设计上遵循了t m n ( t e l e c o mm a n a g en e t w o r k ) 的设 计思想，根据所处的不同网络层次，分别承担本地操作维护功能。 2 1 1t m n 简介 电信网络管理的目标是要最大限度地利用电信网络资源，提高网络的运行质 量和效率，向用户提供良好的通信服务。电信管理网( t w 时) 则正是为电信网络 管理目标的实现提供了一套整体解决方案。国际电信联盟( i t u ) 在m 3 0 1 0 建议 中指出，电信管理网的基本概念是提供一个有组织的网络结构，以取得各种类型 的操作系统( o s s ) 之间，操作系统与电信设备之间的互连它是采用商定的标 准协议和信息接口进行管理信息交换的体系结构 2 1 2t m n 层次结构 如图2 1 所示，t m n 的功能可以划分为五个层次，由高到低依次为事务管 理层( b u s i n e s sm a n a g e m e n tl a y e r ) 、服务管理层( s e r v i c em a n a g e m e n tl a y e r ) 、网 络管理层( n e t w o r km a n a g e m e n tl a y e r ) 、网元管理层( n e t w o r ke l e m e n tm a n a g e m e n t l a y e r ) 和网元层( n e t w o r ke l e m e n tl a y e r ) 【9 j 。软件版本管理系统位于网元管理层， 与其直接相关的有网络管理层和网元层。 其中，网络管理层对所辖区域内的所有网元进行管理，主要的功能包括：从 电子科技大学硕士学位论文 全网的观点协调与控制所有网元的活动：提供，修改或终止网络服务：就网络性 能，可用性等事项与上层的服务管理层进行交互。 图2 1t m n 层次结构 网元管理层直接行使对个别网元的管理职能，主要的功能包括：控制与协调 一系列网络单元；为网络层的管理与网络单元进行通信提供协调功能；维护与网 络单元有关的统计等数据。 网元层是电信网络中的网络元素，实现电信网的基本功能，是网络管理的被 管理者角色，提供网络管理的原始数据。在3 gb s s 系统中为b s c ，b t s 等。 2 1 3b s s 软件版本管理系统层次结构 根据b s s 系统特点【，版本管理系统分为后台和前台部分。后台主要为操作 界面，功能实现主要在前台实现。前台部分分为o m p 、c c m 以及r m m 三层。 每一层的控制点( 代理单板) 完成相应的系统需求。它们虽然处于不同位置，但 他们具有相同的软件体系结构。 b s s 软件版本管理系统的主要特点在于通过级联方式实现了集中监控。 第二章软件体系结构概述 2 2 系统总体结构 从物理构成上看，b s s 系统主要分为b t s ( 基站收发器) 和b s c ( 基站控制 器) 两部分。b t s 下辖有与基站系统收发功能相关的所有单板，而b s c 下辖有与 基站控制相关的所有单板。 从逻辑结构上分析，b s s 系统又分为四个层次，分别为：系统、子系统、模 块以及单元。系统是纯逻辑概念，是指由子系统组成的集合的总称；子系统对应 系统下分的功能模块，也是纯逻辑概念，是指由模块按照一定的功能集所组成的 集合；模块对应于实际物理逻辑板块，按照功能进行划分，一个模块可能由多个 单板组成，也可能只存在于一块单板；单元是最小单位，直接对应于物理单板 不再下分。b s s 系统的物理结构框架如图2 _ 2 所示【1 1 】。 厂_ j - _ 魏曙 b s c 一幕鲢 r 斗 r _ t - t 1 _ t s髓螂 髓l - d g u t f 1 1 g 删c 弼卫g h 一子系疰 巾巾向 lr jm t， c，1tiic cistc tg专c cdrt，量tri c tc，sc 工 ryct卜梗块 一单元 图2 2b s s 系统物理结构图 b s s 系统是c d m a 系统的基站部分，是整个c d m a 系统的远端部件，主要 功能是完成与移动终端的交互。b s s 系统在c d m a 系统中的位置如图2 3 所示。 根据b s s 系统所处位置，b s s 软件版本管理系统总体结构可分为两部分：软 件版本管理系统前台部分( b t s 侧) 和软件版本管理系统后台部分( b s c 侧) ， 前台版本管理进程分别驻留在前台各层转发单板上( o m p 、c c m 、s c m 、r m m 等) 。 对于前台而言，后台只是一个功能集合，前台只负责完成后台通过接口传送 过来的执行指令以及返回结果。 1门= c i r f c l * 电子科技大学硕士学位论文 图2 3b s s 系统在c d m a 系统中的位置 由于本人工作集中于软件版本管理系统的前台部分，因此，文中以后章节段 落如在没有特别指明之处，均为对软件版本管理系统前台部分的描述。 2 2 1 系统结构图 事实上，一个b s s 系统是由多个b s c 和b t s 组成。而一个b s c 又对应于多 个b t s 。b t s 受到b s c 的指令控制，b t s 与移动终端交互完成移动业务，并根 据需要于b s c 交互完成配置等功能。 b s s 软件版本管理系统，结构主要划分为三个控制层次，并对应设立三级控 制点。 一级控制层为o m p 部分，主要集中在b s c 侧。主要完成以下功能： 完成b s s 系统版本添加、存储管理、接收发送调度、版本信息查询等功 能： 完成对旧基站( h 取sb t s ) 兼容，主要负责旧系统相关的下载、查询、 激活、同步等功能的消息转发和旧系统版本转发调度； 完成从o m p 到b t s 的c p u 版本发送： 完成从o m p 到b t s 的m c u 版本发送： 第二章软件体系结构概述 利用f t p 方式完成从后台指定点获取软件版本。 二级控制层为c c m 部分，主要集中在b t s 侧c c m 单板上。主要完成以下 功能： 完成b t s 侧版本下载的接收和发送控制、版本查询、运行状况和硬件的 查询、版本同步、单板级配置同步、管理和下载控制等功能； 实现c c m 向r m m 版本转发调度和交互控制消息： c c m 层单板软件及b o o t 软件下载； c c m 侧的版本数据接收进程用于接收后台和o m p 侧的数据，并负责存 盘和写入内存缓冲区的操作； c c m 侧的f p g a 逻辑下载( 包括远程单板下载) ； 向c c m 下级控制点进行版本数据发送； 接收o m p 侧转发的c c m 及r m m 侧软件。 三级控制层为r m m 部分，主要集中在b t s 侧r m m 单板上。主要完成以下 功能： 完成版本下载的接收和发送的控制、版本的查询、运行状况和硬件的查 询、版本同步、单板级配置信息的同步、管理和下载控制等功能； r m m 侧单板软件及b o o t 软件下载； 向r m m 所辖单板转发软件； 接收c c m 侧转发的r m m 侧软件； r m m 侧的f p g a 下载( 包括远程单板下载) 。 根据硬件层次的划分，b s s 软件版本管理系统也同样分为三级，与相应的硬 件物理板对应完成相关功能。系统结构如图2 4 所示。 电子科技大学硕士学位论文 图2 4 系统结构图 1 0 第二章软件体系结构概述 2 2 2 总体结构设计原则 对本管理系统的总体设计主要是参照b s s 系统的物理结构和逻辑结构来完 成的。主要分为三级，o m c 、c c m 以及r m m 。通过这三级的分工和合作，完成 整个b s s 系统b t s 前台部分的软件版本管理。对本软件管理系统的设计是本着 以下几条原则来实施的： 先进性：在可实现的前提下，充分吸收国外现有b s s 软件版本管理系统 的优点及先进技术。 前瞻性：充分考虑第三代移动通信系统的基本需求，能够做到系统前向 兼容性的平滑过渡。 高集成度：尽量减少系统中的层次结构，使得结构紧凑。 配置灵活：支持积木式结构，使得扩容方便，易于灵活配置成不同形式 的组合以适应系统扩展和变更。 可扩展性：由于商用b s s 系统处于演进过程中，因此，不可避免的需要 对系统功能和结构进行适时的调整。所以，设计的软件版本管理系统也 应当具有良好的可扩展性。 低成本：在满足功能与性能的前提下，采用先进的设计、高集成度、合 理的方案，达到尽量低的研发成本。 兼容性：设计考虑目前b s s 系统与原有系统的后向兼容性。 系统对网络性能的影响：在使用软件版本管理系统更新和维护时，不能 对原有系统的网络性能产生太大影响，不能影响原有系统正常使用和服 务。 系统自身的鲁棒性：设计和实现的软件版本管理系统需要具有较好的鲁 棒性，对网络状况不好或其它情况下引起的异常应具有较好的自我维护 和错误处理功能。 2 3 各模块功能说明 从功能角度划分，版本管理系统可以分为以下几个模块：软件下载、主各板 同步、版本信息收集( 查询) 、版本配置验证、版本运行控制。下面，分别对各个 电子科技大学硕士学位论文 模块进行简要说明。 2 3 1 软件下载模块 软件下载模块是软件版本管理系统的核心部分。其主要功能包括软件版本添 加、软件版本分发、软件版本参数设定以及软件版本下载功能。版本添加主要完 成向软件版本管理系统中添加新的软件版本的功能，在系统中属于b s c 侧的后台 部分。软件版本分发主要完成将设定好的分发版本向目标板分发。软件版本参数 设定完成对软件版本的命名、所在路径以及其它的信息参数的设定。软件版本下 载完成对于无存储芯片单板启动过程中的运行软件下载功能。 软件下载模块和主备同步模块是软件版本管理系统的重点和难点所在。主要 包含两级的下载过程：o m p - - c c m 、c c m - - r m m 。本人工作的主要在于第二 级的下载和同步部分，也印c c m - - r m m ，其详细内容将在第三章和第四章中分 别介绍。 2 3 2 主备板同步模块 在b s s 系统中，为了尽量保证系统的正常运行，为物理上的每块单板增加一 个备板。因此，当软件版本更新时，也需要同时对各板上存储的软件版本进行相 应的更新。 主备板同步模块主要完成对主板与备板运行软件、存储软件的一致性验证以 及一致性调整。另外，当主板软件更新失败时，可以逆向向备板索取上正确版 本运行，而不至于引起系统的瘫痪。 2 3 3 版本信息收集( 查询) 模块 在更新和维护b s s 系统时，对于系统中每块单板的型号，配置以及运行和存 储的运行软件的版本等信息都需要进行一个全局的了解，以决定对应的实施方案。 版本信息收集( 查询) 模块主要完成b s s 系统中这些信息的收集和查询功能。 使得维护人员可以较容易的获取b s s 系统中的相应信息，咀便于维护人员检查维 护和更新系统软件。 第二章软件体系结构概述 2 3 4 版本配置验证模块 由于b s s 系统中运行软件版本相对数量较多，且各个单板运行版本之间有着 直接或者间接的影响，因此，必须对系统中版本配置进行验证，以分析和检测系 统是否异常。 版本配置验证模块根据全网信息收集或查询结果，参照匹配关系表，检查版 本目前的配置是否正确。 2 3 5 版本运行控制 版本运行控制模块主要完成对b s s 系统中所有单板运行软件的版本控制。所 有单板运行的软件均受到版本运行控制策略的约束。控制策略主要以配置文件形 式存储在作为控制点的单板上，并在需要时由控制点分发给该控制点所辖的其它 受控单板。 由于本人的工作重点在于第二级的软件版本管理上，因此，文章后续部分的 描述重点均基于与r m m 紧密相关部分。 2 4 术语、缩略语定义 为更好的进行阐述，对文中大量使用到的术语、缩略语定义如下： 软件：可通过下载的方式更新的功能模块，包括版本软件、逻辑、单板 软件、微码软件等。 版本软件：c c m 、c h m 、d s m 、r m m 等单板上的c p u 、m c u 或f p g a 所运行的 软件，一般用在对处理能力要求较高的单板上。 逻辑：硬件逻辑芯片所需的软件，主要完成一些协议处理等功能。 单板软件：单片机上运行的软件，一般不具有操作系统，主要用来完成 配置和监控等功能。 版本信息文件：版本信息文件存储的数据用来确定各个类型的版本文件 的信息，包括存放位置，文件大小，软件版本号，软件序列号等。 单板配置文件：单板配置文件存储版本配置参数，版本配置参数用于记 录存储版本和物理单板的对应关系。 电子科技大学硕士学位论文 系统参数文件：用于存储和版本管理控制相关参数的文件。包括公共b o o t 引导使用的b o o t i n i 和版本管理自身使用的s y s t e m i n i 文件。 上级操作维护中心：直接对b t s 进行操作维护控制的功能点，可以是o m p 等。上面存放了b t s 所需的全部类型的软件类型，每个软件类型应有主 用、备用多个不同版本。 版本添加：指后台向o m p 的版本发送过程。 默认版本：没有配置单板级配置信息的单板进行版本请求，默认发送的 版本，下载后默认版本为o 号版本，默认版本只对d s m 和s n m 板存在， 其他单板不设定默认版本。 下载：版本、逻辑发送到单板的过程，对于主控模块版本直接下到目标 板，受控模块版本下载到其主控模块，复位后才能从控制模块下载到目 标板。 同步：指使得存放在主板上的软件与存放在备板上的软件一致。 自动回退：指重要单板在启用新的版本时，如果新版本不能正常启动， 则自动运行上次运行成功的版本。 存储控制点：存储点指版本存放的前台单板，具体有o m p 、c c m 、r m m 。 分发：上级存储控制点到下级存储控制点的版本转发过程。 主控模块：存储版本并对所辖单板进行下载控制的单板模块，b t s 侧指 c c m 、r m m 。 配置锁定：对c c m 和r m m 进行所辖模块的单板级配置前进行锁定，防止 再次的下载破坏单板级配置关系。 配置解锁：即解除b t s 锁定，可以再次响应下载命令。 激活：即把指定版本设定为下次启动时加载的版本，转发点自身模块的 下载，需要后台对要使用的版本进行激活命令，复位后才能运行该版本。 版本匹配：在软件下载前为了防止由于版本不兼容而导致的系统不能正 常运行，需要对将要下载的软件( 包括逻辑、单板软件、版本软件) 与 下载目的地的硬件类型、版本以及已经在硬件上运行的其它软件进行版 本兼容性验证 第二章软件体系结构概述 2 5 本章小结 本章介绍了系统功能、结构以及各个子模块的功能和处理流程。系统主要包 括软件下载模块、主备板同步模块、版本信息收集( 查询) 模块、版本配置验证 模块以及版本运行控制模块。根据软件版本管理系统的分级，作者的主要工作在 于r m m 侧的相关模块功能的设计和实现。 通过各个模块的相互配合，可以完成对b s s 系统软件版本管理功能。下面将 对本系统中r m m 部分的关键技术分别予以介绍。 电子科技大学硕士学位论文 第三章软件下载模块设计与实现 3 gb s c 及b t s 由于分布点较散，且在c d m a 系统中分布量较大，因此要求 支持完善的系统远程升级功能，包括前台版本软件、单板软件圆o o t 程序与m c u 程序) 、硬件f p g a 逻辑代码；软件下载的功能主要是实现系统图中c c m 、s c m 、 c 玎订、d s m 、r m m 、r j m 、g c m 、s n m 等单板上的版本软件、逻辑、单板软件 的下载。 软件下载功能主要由c c m 和r m m 来实现。由分布在c c m 、s c m 、c h m 、 d s m 、r m m 、g c m 、s n m 、t r x 等单板的b o o t ，以及c c m 、s c m 、c h m 、 d s m 、r m m 、g c m 、s n m 、t r x 等单板的版本管理前台进程共同完成软件下载 和版本管理功能。远程逻辑下载、远程单片机程序下载由硬件提供支持，软件控 带4 完成。 c c m 的硬件组成结构由c p u 及系列通信接口构成。它利用以太网二层交换 技术组成媒体流口通信平台；共享式h u b 组成信令流口通信平台，分别与本框 的所有单板及s b d s 框的s c m 相连；然后通过单板控制接口实现对本框所有单 板的监控、远程逻辑下载、远程单片机程序下载；通过串行通信口与r f s 、主备 r i m 、主备r m m 进行通信；通过r s - - 4 8 5 接入p w s 框的监控信息，通过传感 器监控接口完成本枢( 系统内) 与机房环境的监控；并提供系统时钟接口，以供 软件精确定时所需。 对于s c m ( s u b c o m m i n i c a t i o nm o d u l e ) 作为s b d s 的通信与控 制中心，其功能框图与c c m 完全一致，即c c m s c m 版本一致，由于对于超级 b t s 配置时，由于整个b t s 对外表现为一整体，因此m b d s 框内的c c m 将作为 唯一的集中控制点，集中处理信令，s c m 主要构建本框的通信